416. 分割等和子集 - 力扣(Leetcode)
给你一个 只包含正整数 的 非空 数组 nums
。请你判断是否可以将这个数组分割成两个子集,使得两个子集的元素和相等。
示例 1:
输入:nums = [1,5,11,5] 输出:true 解释:数组可以分割成 [1, 5, 5] 和 [11] 。
示例 2:
输入:nums = [1,2,3,5] 输出:false 解释:数组不能分割成两个元素和相等的子集。
提示:
1 <= nums.length <= 200
1 <= nums[i] <= 100
题解思路
给出背包问题,大家都知道,有N件物品和一个最多能背重量为W
的背包。第i件物品的重量是weight[i]
,得到的价值是value[i]
。每件物品只能用一次,求解将哪些物品装入背包里物品价值总和最大。
这道题目是要找是否可以将这个数组分割成两个子集,使得两个子集的元素和相等。那么只要找到集合里能够出现 sum / 2
的子集总和,就算是可以分割成两个相同元素和子集了。
可以使用01
背包来解题,元素不能重复取,所以使用01
背包
首先需要确定以下几点:
- 有几个物品可供选择:
nums.size()
- 背包的总容量是多少:
accumulate(nums.)/2
- 因为题目是要求出现两个子集,其和相等都为
sum/2
- 物品重量如何表示:
nums[i]
- 物品价值如何表示:
nums[i]
动归五步:
二维dp
- 确定
dp
数组及其含义
dp[i][j]
代表从[0, i]
中选择一件物品放入容量大小为j
的背包所能获得的最大价值
- 确定递推公式
dp[i][j] = max(dp[i - 1][j], dp[i - 1][j - nums[i]] + nums[i])
这是01
背包的标准格式,dp[i][j]
可以由dp[i - 1][?]
推出,取第i
件物品与不取第i
件物品两种取最大值
- 确定
dp
数组的初始化
dp[0][0]
同列初始化为0
因为根据定义dp[i][0]
代表从[0,i]
中选择一件物品放入背包容量为0的背包中获得的最大价值,此处背包容量为0
,所以第0
列全部初始化为0
,初始化第0
行的时候也要根据定义,第0
行代表就是选择第0
件物品放入背包容量为j
的背包中,所以只要背包装得下第0
件物品,就初始化该位置为其价值
for(int i = nums[0]; i <= target; i++){ dp[0][i] = nums[0]; }
- 确定递推顺序
- 二维
dp
数组遍历顺序很自由,我这里先顺序遍历物品,再顺序遍历容量
- 手动推导
dp
数组
- 手写一下,看运行后是否与自己想的是否有区别来修改自己的代码
一维dp
(滚动数组)
- 确定
dp
数组及其含义
dp[j]
表示容量为j
的背包所能获得的最大价值,相较于二维dp
数组,其就是将上一层复制到了下一层,因而后续递推公式是和自己比较
- 确定递推公式
dp[j] = max(dp[j], dp[j - nums[i]] + nums[i]);
- 确定
dp
数组的初始化
dp[0]
为背包容量为0
,什么都装不了,肯定初始化为0,后续的值则dp
数组在推导的时候一定是取价值最大的数,如果题目给的价值都是正整数那么非0
下标都初始化为0
就可以了。当然如果题目给出数组中有负数,则要初始化为INT_MIN
来避免覆盖
- 确定递推顺序
- 首先给出代码
for(int i = 0; i < nums.size(); i++){ for(int j = target; j >= nums[i]; j--){ dp[j] = max(dp[j], dp[j - nums[i]] + nums[i]); } }
- 可以看见,与二维
dp
相比,其遍历容量的时候是倒叙遍历的,这是为了保证保证物品i只被放入一次!。但如果一旦正序遍历了,那么物品0就会被重复加入多次!
换个说法:因为i
每加1
代表新的一行开始,由于dp[j-num[i]]
每次都得使用的是上一行的数据。但是如果你正序的话,那么你在计算dp[j]
的时候用到的dp[j-num[i]]
是本行的,而不是上一行的,所以用逆序,逆序用到的dp[j-num[i]]
是上一行的。
- 手动推导
dp
数组
- 手写一下,看运行后是否与自己想的是否有区别来修改自己的代码
完整代码
class Solution { public: bool canPartition(vector<int>& nums) { // 有几个物品可供选择 -> nums.size() -> 用于i // 背包的总容量是多少 -> accumulate(nums.)/2 ->用于j // 物品重量如何表示 -> nums[i] -> weight[i] // 物品价值如何表示 -> nums[i] -> value[i] int sum = accumulate(nums.begin(), nums.end(), 0); if(sum % 2 == 1) return false; int target = sum / 2; // 一维数组 /*vector<int> dp(target + 1, 0); // 默认全体初始化为0 for(int i = 0; i < nums.size(); i++){ for(int j = target; j >= nums[i]; j--){ dp[j] = max(dp[j], dp[j - nums[i]] + nums[i]); } } if(dp[target] == target) return true; */ // 二维数组 vector<vector<int>> dp(nums.size(), vector<int>(target + 1, 0)); // 初始化 // dp[0][0]同列初始化为0 因为根据定义dp[i][0]代表从[0,i]中选择一件物品放入背包容量为0的背包中获得的最大价值,此处背包容量为0,所以第0列全部初始化为0,初始化第0行的时候也要根据定义,第0行代表就是选择第0件物品放入背包容量为j的背包中,所以只要背包装得下第0件物品,就初始化该位置为其价值 for(int i = nums[0]; i <= target; i++){ dp[0][i] = nums[0]; } for(int i = 1; i < nums.size(); i++){ for(int j = 1; j <= target; j++){ if(j < nums[i]) dp[i][j] = dp[i - 1][j]; else dp[i][j] = max(dp[i - 1][j], dp[i - 1][j - nums[i]] + nums[i]); } } if(dp[nums.size() - 1][target] == target) return true; return false; } };